三種香型食用牛油的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)分析及鑒定

黃玉坤，田紅媚，陳芳，陳廷廷，車(chē)振明*，劉平，丁文武

1(西華大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院，糧油工程與食品安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都，610039)2(西華大學(xué) 西華學(xué)院，四川 成都，610039)

食用牛油是由優(yōu)質(zhì)的牛脂肪組織加工提煉而成的一類(lèi)動(dòng)物油脂，熔點(diǎn)較高，通常呈固態(tài)。牛油因富含維生素、礦物質(zhì)、脂肪酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及其獨(dú)特風(fēng)味，被廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)中。在川渝地區(qū)，牛油火鍋底料主要是由牛油、花椒、辣椒、香辛料等復(fù)合制成[1]，麻辣鮮香，獨(dú)具地方特色。同時(shí)也因其獨(dú)特醇香倍受人們的歡迎，而牛油作為一種香味來(lái)源在火鍋中起著至關(guān)重要的作用?？偠灾?，油脂氣味是一項(xiàng)重要的感官指標(biāo)，也是形成油脂獨(dú)特風(fēng)味的重要因素之一。通過(guò)探究牛油油脂揮發(fā)性氣味組成成分不僅可以了解油脂的具體風(fēng)味來(lái)源，探究典型傳統(tǒng)風(fēng)味形成機(jī)制，而且還能通過(guò)油脂氣味的細(xì)微變化獲知其品質(zhì)是否劣化，為油脂在研發(fā)、運(yùn)輸、儲(chǔ)藏等各個(gè)環(huán)節(jié)的品質(zhì)控制提供科學(xué)依據(jù)。

目前，國(guó)內(nèi)外鮮有關(guān)于食用油脂理化性質(zhì)及其揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的研究報(bào)道，尤其是食用牛油。李桂華等[2]利用氣相色譜法(gas chromatography, GC)分析測(cè)定了河南和內(nèi)蒙古自治區(qū)的牛油脂肪酸組成，結(jié)果顯示牛油中飽和脂肪酸含量較高，主要包括豆蔻酸、棕櫚酸和硬脂酸；I ROMERO等[3]分析了固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)(solid-phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry, SPME-GC-MS)用于測(cè)定初榨橄欖油中揮發(fā)物實(shí)際濃度的精密度和準(zhǔn)確度，表明該法在油類(lèi)揮發(fā)物質(zhì)分析研究中的可靠性。呂曉玲等[4]采用頂空固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)(headspace solid-phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry, HS-SPME-GC-MS)研究加工各階段牛油揮發(fā)性成分，檢測(cè)出毛牛油、脫酸牛油、脫色牛油、精制牛油分別含有54、56、63、26種揮發(fā)性成分，包括烴、醇、醛、酮、酸、醚及少量雜環(huán)化合物。但至今未見(jiàn)針對(duì)不同香型牛油風(fēng)味物質(zhì)及形式機(jī)制的研究。本實(shí)驗(yàn)在探究不同香型牛油理化性質(zhì)及脂肪酸含量之間是否呈現(xiàn)一定規(guī)律的基礎(chǔ)上，采用HS-SPME-GC-MS對(duì)不同香型牛油的風(fēng)味成分進(jìn)行分析，并建立食用牛油的風(fēng)味特征指紋圖譜。同時(shí)，結(jié)合相對(duì)氣味活度值(relative odor activity value, ROAV)法，對(duì)其關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，為進(jìn)一步探究牛油風(fēng)味形成機(jī)制提供理論基礎(chǔ)。此外，以此研究為基礎(chǔ)，若合理地選用關(guān)鍵香味物質(zhì)不僅能強(qiáng)化牛油特征風(fēng)味、減少風(fēng)味損失，還可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品風(fēng)味多樣化[5]，為新型優(yōu)質(zhì)復(fù)合風(fēng)味產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)及牛油的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供指導(dǎo)方向。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

3種不同香型牛油(無(wú)香、淡香、濃香)由四川省廣漢市邁德樂(lè)食品有限公司提供；所有用于色譜的有機(jī)溶劑均為色譜純；1,1,3,3-四乙氧基丙烷標(biāo)準(zhǔn)品購(gòu)自上海麥克林生化科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

PEN3便攜式電子鼻系統(tǒng)，德國(guó)Airsense公司；QP 2010 PLUS色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，日本島津公司；SPME手動(dòng)進(jìn)樣手柄，上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司；75 μm PDMS/CAR萃取纖維頭，北京康林科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 理化指標(biāo)檢測(cè)

酸價(jià)(acid value, AV)參考GB 5009.229—2016，過(guò)氧化值(peroxide value, PV)參考GB 5009.227—2016，丙二醛(malondialdehyde, MDA)參考GB 5009.181—2016和參考文獻(xiàn)[6]測(cè)定。

1.3.2 GC-MS脂肪酸分析

樣品前處理：按照GB 5009.168—2016進(jìn)行脂肪酸的皂化和甲酯化處理，用以GC-MS成分分析。每個(gè)樣品平行3次，測(cè)定結(jié)果取平均值。

色譜條件：DB-5MS毛細(xì)管色譜柱(30 m×0.25 mm，0.25 μm)；進(jìn)樣口溫度250 ℃[7]。程序升溫：起始溫度140 ℃，保持2 min； 20 ℃/min升溫至200 ℃，保持5 min；1 ℃/min升溫至220 ℃，保持10 min；5 ℃/min升溫至240 ℃，保持5 min。載氣He，流速1.13 mL/min，分流比80∶1。

質(zhì)譜條件：離子源EI；離子源溫度230 ℃；電子能量70 eV；接口溫度280 ℃；質(zhì)量掃描范圍m/z：40～350。

數(shù)據(jù)處理：將樣品質(zhì)譜圖數(shù)據(jù)與NIST 147質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索對(duì)比，再結(jié)合MS圖中的特征碎片離子即可對(duì)相應(yīng)化合物定性[8]。采用峰面積歸一化法進(jìn)行定量分析，測(cè)得各組分的相對(duì)百分含量。

1.3.3 電子鼻檢測(cè)

準(zhǔn)確量取10 mL牛油樣品置于30 mL螺旋塞樣品瓶中，加蓋密封， 50 ℃加熱平衡15 min。電子鼻數(shù)據(jù)采集時(shí)間150 s，傳感器清洗時(shí)間100 s，載氣流速150 mL/min，延滯時(shí)間600 s，每組6個(gè)平行。

本實(shí)驗(yàn)所用電子鼻的10個(gè)傳感器及其對(duì)應(yīng)的靈敏物質(zhì)見(jiàn)表1。

表1 電子鼻各傳感器及其對(duì)應(yīng)的靈敏物質(zhì)Table 1 Sensors of the electronic nose and theircorresponding sensitive substances

1.3.4 HS-SPME-GC-MS分析

準(zhǔn)確稱(chēng)取6 mL油樣置于20 mL頂空瓶中，用帶有隔墊的瓶蓋密封，置于集熱式恒溫加熱磁力攪拌器，在60 ℃條件下攪拌平衡30 min。通過(guò)隔墊將已老化(溫度250 ℃、時(shí)間15 min)好的75 μm PDMS/CAR固相微萃取頭插入頂空瓶中距離液面1 cm處，吸附30 min，待GC-MS分析。

色譜條件：DB-5MS毛細(xì)管色譜柱(30 m×0.25 mm，0.25 μm)；進(jìn)樣口溫度250 ℃。程序升溫：起始溫度40 ℃，保持3 min； 4 ℃/min升溫至180 ℃，保持2 min； 35 ℃/min升溫至250 ℃，保持2 min。載氣He，流速1.0 mL/min，不分流進(jìn)樣。

質(zhì)譜條件：離子源EI；離子源溫度230 ℃；電子能量70 eV；接口溫度250 ℃；質(zhì)量掃描范圍m/z：33～550。

數(shù)據(jù)處理：結(jié)合計(jì)算機(jī)NIST 147質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索對(duì)比定性，采用峰面積歸一化法進(jìn)行定量分析，測(cè)得揮發(fā)性物質(zhì)各組分的相對(duì)百分含量。

1.3.5 牛油的關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)分析

不同揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)對(duì)總體風(fēng)味的貢獻(xiàn)程度不能僅由其濃度高低得出，還需考慮其感覺(jué)閾值。參照劉登勇等[9]提出的相對(duì)氣味活度值(ROAV)法進(jìn)行綜合分析，定義ROAV≥1的組分為關(guān)鍵風(fēng)味化合物，0.1≤ROAV<1的組分為重要風(fēng)味化合物，對(duì)樣品總體風(fēng)味具有重要的修飾作用。各揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的ROAV值按照如下公式[10]進(jìn)行計(jì)算：

式中：CA，各揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的相對(duì)含量，%；TA，各揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的感覺(jué)閾值，μg/kg；Cmax，對(duì)總體風(fēng)味貢獻(xiàn)最大的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的相對(duì)含量，%；Tmax，對(duì)總體風(fēng)味貢獻(xiàn)最大的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的感覺(jué)閾值，μg/kg。所有組分都滿足0

2 結(jié)果與分析

2.1 三種香型牛油理化指標(biāo)比較

3種香型牛油理化指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 三種香型牛油理化指標(biāo)分析Table 2 Analysis of physical and chemical indicatorsof three types of butter with three different flavors

過(guò)氧化值反映油脂和脂肪酸被氧化程度，可以作為油脂酸敗的定性和定量檢驗(yàn)參考依據(jù)[11]。由表2所示，3種香型牛油過(guò)氧化值較小，且無(wú)差異，表明3種香型牛油均具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性。油脂在一定條件下會(huì)分解產(chǎn)生游離脂肪酸，而酸價(jià)則反映了油脂中游離脂肪酸的含量，是油脂酸敗的晚期指標(biāo)。酸價(jià)越低，說(shuō)明油脂精煉度越高、質(zhì)量越優(yōu)[12]。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示濃香型牛油酸價(jià)最高，無(wú)香型牛油酸價(jià)最低。從該指標(biāo)變化趨勢(shì)可以看出，油脂精煉程度影響牛油脂肪酸組成，故推測(cè)游離脂肪酸含量與牛油風(fēng)味的形成存在一定關(guān)系。由表2所示，3種香型牛油中丙二醛含量隨香氣濃度增加呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)，與酸價(jià)變化相符。丙二醛是油脂酸敗最終產(chǎn)物的代表之一。游離脂肪酸中不飽和脂肪酸(unsaturated fatty acid, UFA)的過(guò)氧化物經(jīng)過(guò)降解也可生成丙二醛等物質(zhì)，引起蛋白質(zhì)、核酸等生命大分子的交聯(lián)聚合，最終對(duì)機(jī)體產(chǎn)生細(xì)胞毒性[13]，具有一定的食用安全性指導(dǎo)意義。因此，油脂的理化指標(biāo)對(duì)牛油品質(zhì)及風(fēng)味比較分析具有一定的借鑒作用。本實(shí)驗(yàn)中分析的理化指標(biāo)雖然從不同角度反映油脂的品質(zhì)，但均受油脂中脂肪酸組成影響，與牛油風(fēng)味香型變化呈現(xiàn)一定的相關(guān)性。因此，有必要對(duì)不同牛油的脂肪酸組成進(jìn)行具體分析。

2.2 GS-MS脂肪酸分析

3種香型牛油經(jīng)甲酯化處理后進(jìn)行了GC-MS分析，得到總離子流圖(total ion chromatogram, TIC)。無(wú)香型、淡香型及濃香型牛油分析結(jié)果如圖1所示。從甲酯化產(chǎn)物中共鑒定出31種脂肪酸甲酯化組成成分，并將結(jié)果整理還原成脂肪酸組成，結(jié)果見(jiàn)表3。

a-無(wú)香型;b-淡香型;c-濃香型圖1 三種香型牛油脂肪酸組成的總離子流圖Fig.1 Total ion chromatograms of fatty acid compositionof three types of butter with three different flavors

由表3可以看出，不同香型牛油脂肪酸組成有所不同，其差異主要是因?yàn)楦髦舅崽兼滈L(zhǎng)短和不飽和鍵數(shù)量不同[14]，部分脂肪酸甚至未檢出。結(jié)果顯示，3種香型(無(wú)香、淡香、濃香)牛油共有的脂肪酸共檢測(cè)出12種，且共有脂肪酸總含量分別為77.59%、94.44%、89.75%，所占比例較大。其中，棕櫚酸、9-(Z)-十八碳烯酸、硬脂酸和亞油酸是3種香型牛油最主要且共有的脂肪酸。在共有的脂肪酸中，9-(Z)-十八碳烯酸、肉豆蔻腦酸及油酸含量均隨香氣的增強(qiáng)而增加，表明這3種游離脂肪酸可能對(duì)牛油風(fēng)味有較大貢獻(xiàn)。有研究表明，游離脂肪酸一方面直接作為風(fēng)味化合物，另一方面也作為風(fēng)味前體物貢獻(xiàn)油脂的特征風(fēng)味[15]。值得注意的是，UFA是風(fēng)味形成的重要前體物質(zhì)[16]。本實(shí)驗(yàn)研究的3種牛油(無(wú)香、淡香、濃香)UFA總含量分別為30.16%、33.60%、41.95%，其中以9-(Z)-十八碳烯酸為代表。由此可推斷，9-(Z)-十八碳烯酸的含量對(duì)牛油風(fēng)味具有較大的影響。濃香型牛油獨(dú)有的脂肪酸也大部分屬于UFA，如甲基(9E)-十六碳-9-烯酸、花生四烯酸、5,8-十八碳二烯酸等。然而，UFA本身易發(fā)生氧化反應(yīng)，產(chǎn)生醛、酮、酸等物質(zhì)，導(dǎo)致牛油哈敗變質(zhì)，即人們所說(shuō)的“哈喇味”[17]，降低產(chǎn)品風(fēng)味品質(zhì)。該結(jié)果揭示了牛油理化指標(biāo)中酸價(jià)、丙二醛指標(biāo)隨牛油香型不同產(chǎn)生變化規(guī)律的原因所在，驗(yàn)證了牛油油脂中UFA組成及含量與牛油的品質(zhì)及其特征風(fēng)味的形成密切相關(guān)。

表3 三種香型牛油脂肪酸的組成及相對(duì)含量Table 3 The composition and relative contents of fatty acids of three types of butter with three different falvors

注：“-”表示未檢出。

2.3 電子鼻測(cè)定結(jié)果分析

2.3.1 主成分分析

電子鼻分析通過(guò)模擬人類(lèi)嗅覺(jué)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)不同樣品的整體香氣特征進(jìn)行區(qū)分[18]，其分析方法主要包括主成分分析(principle component analysis, PCA)和線性判別分析(linear discriminant analysis, LDA)。PCA分析法將所提取的傳感器多指標(biāo)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和降維，對(duì)降維后的特征向量進(jìn)行線性分類(lèi)得到二維散點(diǎn)圖[19]，從而把復(fù)雜的多變量信息簡(jiǎn)單直觀地表達(dá)出來(lái)。通過(guò)PCA，不同香型牛油樣品在第一和第二主成分中的得分散點(diǎn)圖如圖2所示。圖中主成分1(PC1)的方差貢獻(xiàn)率為98.72%，主成分2(PC2)方差貢獻(xiàn)率為0.85%，累積方差貢獻(xiàn)率達(dá)99.57%。說(shuō)明通過(guò)PCA分析可以將10個(gè)傳感器作為變量的電子鼻圖譜矩陣轉(zhuǎn)換成以PC1和PC2作為變量的得分矩陣，并且保留了電子鼻的香氣圖譜里99.57%的信息[20]。但如圖2所示，3種香型牛油具有相似的感應(yīng)特征，彼此交疊，說(shuō)明不同香型牛油之間的風(fēng)味組成成分相近，利用電子鼻結(jié)合PCA分析所得數(shù)據(jù)間差異并不明顯，因此，考慮進(jìn)行LDA分析。

圖2 三種風(fēng)味牛油主成分分析圖
Fig.2 PCA analysis of three types of butter with three
different flavors

2.3.2 LDA

LDA分析法是有監(jiān)督模式的線性模式識(shí)別算法，能彌補(bǔ)PCA分析法的不足。相比之下，它能從所有數(shù)據(jù)中收集信息，進(jìn)一步提高分類(lèi)精度[21]。3種香型牛油樣本的LDA如圖3所示。圖中LD1和LD2的貢獻(xiàn)率分別52.02%、28.66%，兩種主成分的總貢獻(xiàn)率為80.68%。由圖3所示，3種不同香型牛油的分析數(shù)據(jù)點(diǎn)分布于各自區(qū)域，各橢圓區(qū)域互不重疊，表明利用LDA能準(zhǔn)確識(shí)別出不同香型牛油的特征氣味，并對(duì)其進(jìn)行良好區(qū)分。從橢圓區(qū)域之間的距離來(lái)看，濃香型牛油所在橢圓區(qū)域和淡香型牛油所在橢圓區(qū)域距離較遠(yuǎn)，但二者與無(wú)香型牛油所在橢圓區(qū)域距離相差不大，說(shuō)明濃香型和淡香型牛油的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)差異較大，為探究具體差異還需做進(jìn)一步定性定量分析。

圖3 三種風(fēng)味牛油線性判別分析圖
Fig.3 LDA analysis of three types of butter with three
different flavors

2.4 不同香型牛油揮發(fā)性物質(zhì)分析

運(yùn)用HS-SPME-GC-MS并結(jié)合計(jì)算機(jī)質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)檢索，采用峰面積歸一化法測(cè)得揮發(fā)物質(zhì)各組分的相對(duì)百分含量。無(wú)香型、淡香型和濃香型牛油鑒定出的化合物占易揮發(fā)成分總量的比例分別為：93.55%、94.47%、89.04%(見(jiàn)圖4)。由圖4可以看出，不同香型牛油的揮發(fā)性物質(zhì)中醛類(lèi)化合物占比最多(70.14%，75.93%，79.6%)，其次是烴類(lèi)化合物(6.48%，10.13%，1.42%)、其他類(lèi)化合物(7.62%，6.72%，2.97%)和醇類(lèi)化合物(5.22%，1.33%，2.11%)。此外，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著牛油香氣濃度的增強(qiáng)，3種牛油中醛類(lèi)化合物的相對(duì)含量也隨之增加，但是烴類(lèi)化合物含量最高為淡香型牛油，由此可以初步推測(cè)：不同香型牛油中起決定性作用的揮發(fā)性化學(xué)成分可能是醛類(lèi)化合物，淡香型牛油中可能存在重要的烴類(lèi)風(fēng)味化合物。

圖4 三種香型牛油揮發(fā)性物質(zhì)相對(duì)含量比較
Fig.4 Comparison of relative contents of volatile substances
in three types of butter with three different flavors

3種香型牛油經(jīng)分析所得TIC圖如圖5所示，其化合物名稱(chēng)、相對(duì)含量(以相對(duì)峰面積%計(jì))結(jié)果見(jiàn)表4。從牛油中共鑒定出62個(gè)揮發(fā)性化合物。牛油的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)主要包括烴類(lèi)(19個(gè))、醇類(lèi)(10個(gè))、醛類(lèi)(10個(gè))、酮類(lèi)(8個(gè))、酯類(lèi)(8個(gè))、其他化合物(7個(gè))。

由表4可以看出，3種香型(無(wú)香、淡香、濃香)牛油揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)組成差異較大，分別檢出風(fēng)味化合物34、27、23種。無(wú)香型牛油中主要的風(fēng)味物質(zhì)有右旋萜二烯、正戊醇、4-乙基環(huán)己醇、異戊醛、己醛、庚醛、辛醛、壬醛、仲辛酮、己酸丁酯、2-正戊基呋喃、1,2,4,5-四甲苯和五甲基苯；淡香型牛油中主要的風(fēng)味物質(zhì)有右旋萜二烯、異戊醛、己醛、庚醛、(E,E)-2,4-壬二烯醛、辛醛、壬醛、2-正戊基呋喃、1,2,4,5-四甲苯和2-乙基對(duì)二甲苯；濃香型牛油中主要的風(fēng)味物質(zhì)有(-)-檸檬烯、環(huán)氧丙醇、戊醛、異戊醛、己醛、庚醛、辛醛、壬醛和2-正戊基呋喃。除共有的6種風(fēng)味化合物(異戊醛、己醛、庚醛、辛醛、壬醛和2-正戊基呋喃)外，3種香型牛油均具有各自獨(dú)有的風(fēng)味物質(zhì)，且共有的6種化合物中有5種均是醛類(lèi)，進(jìn)一步推測(cè)醛類(lèi)化合物在牛油風(fēng)味中起主要作用，但不同香型牛油中也存在其他風(fēng)味物質(zhì)貢獻(xiàn)特殊風(fēng)味。

a-無(wú)香型;b-淡香型;c-濃香型圖5 三種香型牛油的總離子流色譜圖Fig.5 TIC of three types of butter with three different flavors

表4 三種樣品的SPME-GC-MS分析結(jié)果Table 4 SPME-GC-MS results of three types of butter with three different flavors

序號(hào)類(lèi)別中文名稱(chēng)英文名稱(chēng)相對(duì)含量/%無(wú)香型淡香型濃香型感覺(jué)閾值/(μg·kg-1)[22-25,34-35]12345678910111213141516171819烴類(lèi)化合物異戊烷Isopentane-0.20-NF正己烷Hexane0.78--NF1,5-己二烯-3-炔1,5-Hexadien-3-yne0.17--NF3-甲基-1-己烯1-Hexene, 3-methyl-0.69--NF環(huán)丙烯Cyclopropene-0.110.03NF2,2,4-三甲基戊烷2,2,4-trimethylpentane0.17--NF1-氯庚烷1-Chloroheptane-0.27-NF乙基環(huán)戊烷Ethylcyclopentane0.95--NF3,5-二甲基-1-己烯3,5-Dimethyl-1-hexene-0.49-NF叔丁基環(huán)己烷tert-Butylcyclohexane-0.32-NF(-)-檸檬烯(-)-Limonene--1.090.01右旋萜二烯Cyclohexene,1-methyl-4-(1-methylethenyl)-, (4R)-2.928.02-10丙烷Propane0.22-0.02NF1-氯辛烷1-Chlorooctane-0.34-NF1-異丙基-2-丙烯-1-醇1-Isopropyl-2-propene-1-ol-0.13-NF2,3,4-三甲基正己烷Hexane,2,3,4-trimethyl-0.41--NF甲基十八烷基二乙氧基硅烷diethoxymethyloctadecyl-Silane-0.24-NF(1,1-二甲基)-環(huán)己烷Cyclohexane,(1,1-dimethylpropyl)-0.17--NF丙二烯1,2-propadiene-0.010.28NF12345678910醇類(lèi)合物環(huán)氧丙醇2,3-Epoxy-1-propanol--1.96NF正戊醇Pentyl alcohol1.530.55-4 000α-丙基苯乙醇Benzeneethanol, a-propyl---0.15NF3-甲基-1-己醇1-Hexanol, 3-methyl-0.33--NF正己醇Hexyl alcohol0.62--2 500甲基異丁甲醇2-Methyl-1-pentanol-0.78-NF庚醇n-heptanol0.78--31,5-己二烯醇1,5-Hexadien-3-ol0.21--NF4-乙基環(huán)己醇4-Ethylcyclohexanol1.31--NF2,4-二甲基 -(2R,4R)-1-庚醇1-Heptanol,2,4-dimethyl-, (2R,4R)-0.44--NF12345678910醛類(lèi)化合物戊醛Valeraldehyde--3.9212異戊醛Isovaleraldehyde13.6114.4512.580.4反式-2-戊烯醛trans-2-Pentenal0.61--1 500己醛Hexanal34.4637.4324.014.5反式-2-己烯醛trans-2-Hexenal0.39--17庚醛Heptaldehyde10.7412.6718.353(E,E)-2,4-壬二烯醛trans,trans-2,4-Nonadienal-1.46-0.09辛醛octanal5.165.237.580.7壬醛1-Nonanal5.174.0513.1614-異丙基苯甲醛4-Isopropylbenzaldehyde-0.64-NF

續(xù)表4

序號(hào)類(lèi)別中文名稱(chēng)英文名稱(chēng)相對(duì)含量/%無(wú)香型淡香型濃香型感覺(jué)閾值/(μg·kg-1)[22-25,34-35]12345678酮類(lèi)化合物1,2-丙二烯-1,3-二酮(9CI)1,2-Propadiene-1,3-dione(9CI)--0.64NF3-甲基-2-戊酮2-Pentanone, 3-methyl-0.67--NF仲辛酮2-Octanone1.04--504-甲基苯戊酮4'-Methylvalerophenone0.050.11-NF2,3-二甲基苯乙酮Ethanone,1-(2,3-dimethylphenyl)-0.27--NF1-(乙酰氧基)-2-丁酮2-Butanone,1-(acetyloxy)---0.17NF2,3-庚烷二酮heptane-2,3-dione0.03-0.35NF2,5-二甲基-3-己酮3-Hexanone,2,5-dimethyl---0.20NF12345678酯類(lèi)化合物己酸丁酯Butyl hexanoate1.45--7002-甲基丁酸丙酯Butanoic acid,2-methyl-, propyl ester0.040.11-NF碳酸丙烯酯Propylene carbonate--0.15NF丙烯酸-2,3-環(huán)氧丙酯2-Propenoic acid,2-oxiranylmethyl ester--0.17NF二碳酸二叔丁酯Di-tert-butyl dicarbonate--0.19NF2-丙烯酸乙烯酯2-Propenoic acid,ethenyl ester--0.10NF丙氨酸乙酯Alanine, ethyl ester-0.140.97NF丙位庚內(nèi)酯4-Heptanolide0.54--4001234567其他化合物異丙胺Isopropylamine-0.27-NF2,2-二甲基戊二酸酐2,2-Dimethylglutaric anhydride-0.23-NF2-正戊基呋喃2-Pentylfuran1.431.772.6661,2,4,5-四甲苯1,2,4,5-Tetramethylbenzene3.232.68-NF2-甲基萘2-Methylnaphthalene--0.310.058 1五甲基苯pentamethyl phenyl2.96--NF2-乙基對(duì)二甲苯Benzene,2-ethyl-1,4-dimethyl--1.77-NF

注：“-”表示未檢出；下劃線標(biāo)注的為3種香型牛油的共有風(fēng)味化合物；NF表示未查閱到相應(yīng)化合物的感覺(jué)閾值。

2.4.1 醛類(lèi)化合物

醛類(lèi)化合物是3種牛油樣品(無(wú)香、淡香、濃香)最重要的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，主要包括異戊醛(分別為13.61%、14.45%、12.58%)、己醛(分別為34.46%、37.43%、24.01%)、庚醛(分別為10.74%、12.67%、18.35%)、辛醛(分別為5.16%、5.23%、7.58%)、壬醛(分別為5.17%、4.05%、13.16%)。異戊醛稀釋后有令人愉快的果香氣味，己醛呈生的油脂和青草氣及蘋(píng)果香味，庚醛呈魚(yú)腥氣味，辛醛有類(lèi)似蜂蜜的氣息，壬醛呈玫瑰香、柑橘香，具有脂肪香氣[26-27]。庚醛、辛醛和壬醛相對(duì)含量均隨著牛油香氣增強(qiáng)而增加，由此可以推測(cè)這3種醛類(lèi)可能是導(dǎo)致3種牛油香氣差異最主要的物質(zhì)；而反式-2-戊烯醛和反式-2-己烯醛是無(wú)香型牛油獨(dú)有的醛類(lèi)特征風(fēng)味物質(zhì)；(E,E)-2,4-壬二烯醛和4-異丙基苯甲醛是淡香型牛油獨(dú)有的醛類(lèi)特征風(fēng)味物質(zhì)，其中(E,E)-2,4-壬二烯醛含量最高，呈甜香味或米飯香[28]，表明其可能對(duì)淡香型牛油風(fēng)味有特殊貢獻(xiàn)；戊醛是濃香型牛油獨(dú)有的醛類(lèi)特征風(fēng)味物質(zhì)且含量較高，它的閾值低且稀釋后具有面包香或果香，可以推測(cè)戊醛在一定程度上強(qiáng)化了牛油香氣。

2.4.2 烴、醇、酮、酯及其他化合物

從整體比例上看，其余化合物對(duì)牛油香氣形成的貢獻(xiàn)不如醛類(lèi)化合物顯著，但是對(duì)牛油整體風(fēng)味也有其特殊的貢獻(xiàn)。由表4可以看出，除醛類(lèi)物質(zhì)外，2-正戊基呋喃是不同香型牛油中僅存的共同風(fēng)味化合物，并且3種香型牛油的烴類(lèi)化合物種類(lèi)最多。

各種烷烴(C5-C17)物質(zhì)，因其香氣閾值一般較高，香氣較弱或無(wú)氣味，對(duì)整體風(fēng)味直接的貢獻(xiàn)并不大。但風(fēng)味研究中[29]認(rèn)為它們是形成對(duì)肉的風(fēng)味有貢獻(xiàn)的雜環(huán)化合物的重要中間體，可以推測(cè)，該類(lèi)物質(zhì)對(duì)牛油產(chǎn)品肉香風(fēng)味的形成具有不可忽視的基底作用。無(wú)香型和淡香型牛油中均含有右旋萜二烯(分別為2.92%、8.02%)，此類(lèi)風(fēng)味化合物具有似檸檬香、橙香[30]的清淡香氣，表明烴類(lèi)化合物中的右旋萜二烯可能對(duì)淡香型牛油的清淡香氣做出了較大貢獻(xiàn)。

大部分醇類(lèi)化合物含有令人愉快的香氣，其中不飽和醇類(lèi)物質(zhì)閾值較低，對(duì)風(fēng)味貢獻(xiàn)較大[31]，但本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，檢測(cè)出的大部分醇類(lèi)化合物為飽和醇，且多數(shù)醇類(lèi)化合物為無(wú)香型牛油所獨(dú)有，淡香型和濃香型牛油的醇類(lèi)化合物含量均較少，說(shuō)明醇類(lèi)化合物可能對(duì)牛油風(fēng)味貢獻(xiàn)較少。其中濃香型牛油獨(dú)有的環(huán)氧丙醇雖含量較高，但其并不具有特殊香氣。

多數(shù)酮類(lèi)化合物具有特殊的清香氣味，且香味優(yōu)異持久，但其閾值較高，對(duì)氣味的貢獻(xiàn)相對(duì)較小。本實(shí)驗(yàn)中，淡香型牛油僅含1種酮類(lèi)化合物且含量極低，無(wú)香型、濃香型牛油獨(dú)有的酮類(lèi)化合物種類(lèi)較多，因此酮類(lèi)化合物可能是淡香型牛油與其余兩者產(chǎn)生差異的主要原因。

酯類(lèi)化合物多有特殊氣味且具有調(diào)味作用，它為食品提供水果清香、花香和蜂蜜的味道[32]。如表4所示，僅濃香型牛油有較多酯類(lèi)物質(zhì)，丙氨酸乙酯僅存于淡香型和濃香型牛油(分別為0.14%、0.97%)，可推斷酯類(lèi)化合物對(duì)增加牛油香氣可能具有重要的作用。

在其他化合物中，呋喃類(lèi)化合物大都具有很強(qiáng)的肉香味以及極低的香氣閾值，幾乎存在于所有的食品香味中[33]。2-正戊基呋喃具有類(lèi)火腿香味，在3種香型(無(wú)香、淡香、濃香)牛油中含量分別為1.43%、1.77%、2.66%，含量較高且呈遞增的現(xiàn)象，因此2-正戊基呋喃是牛油風(fēng)味中至關(guān)重要的一種風(fēng)味物質(zhì)。

2.5 牛油關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)的確定

根據(jù)1.3.5提到的方法，計(jì)算3種香型牛油中各揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的ROAV值，以確定關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)(ROAV≥1)和重要風(fēng)味物質(zhì)(0.1≤ROAV<1)，無(wú)香型、淡香型、濃香型牛油揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)分析結(jié)果如表5、表6、表7所示。醛類(lèi)風(fēng)味物質(zhì)對(duì)牛油的整體風(fēng)味貢獻(xiàn)最大，其余類(lèi)別風(fēng)味物質(zhì)貢獻(xiàn)相對(duì)較小。3種香型牛油共有的關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)有：異戊醛、己醛、庚醛、辛醛和壬醛，其中異戊醛對(duì)三者的風(fēng)味貢獻(xiàn)最大，己醛、庚醛、辛醛和壬醛對(duì)三者的風(fēng)味貢獻(xiàn)較大，但對(duì)三者貢獻(xiàn)程度略有不同，表明異戊醛、己醛、庚醛、辛醛和壬醛是形成牛油香氣的主體風(fēng)味物質(zhì)，也是造成不同牛油香氣差異的主要原因。(E,E)-2,4-壬二烯醛是淡香型牛油獨(dú)有的醛類(lèi)關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)，戊醛是濃香型牛油獨(dú)有的醛類(lèi)重要風(fēng)味物質(zhì)。除醛類(lèi)外，右旋萜二烯是無(wú)香型牛油的重要風(fēng)味物質(zhì)，也是淡香型牛油的關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)。2-正戊基呋喃對(duì)3種香型牛油風(fēng)味貢獻(xiàn)均較小，但也起著重要的修飾作用，表明2-正戊基呋喃對(duì)牛油總體風(fēng)味存在一定貢獻(xiàn)。正戊醇、正己醇因?yàn)橄鄬?duì)含量低且感覺(jué)閾值高，對(duì)牛油的風(fēng)味貢獻(xiàn)很小，庚醇是無(wú)香型牛油獨(dú)有的醇類(lèi)重要風(fēng)味物質(zhì)，但對(duì)牛油整體風(fēng)味貢獻(xiàn)不大，也驗(yàn)證了上文提出的推論：醇類(lèi)化合物可能對(duì)牛油風(fēng)味貢獻(xiàn)較少。值得注意的是，(-)-檸檬烯具有檸檬香和柑橘香[34]，2-甲基萘具有強(qiáng)烈的刺激氣味[35]，均為濃香型牛油獨(dú)有的關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)，而(-)-檸檬烯對(duì)濃香型牛油整體風(fēng)味貢獻(xiàn)最大，說(shuō)明(-)-檸檬烯、2-甲基萘是濃香型牛油特征風(fēng)味的重要來(lái)源，尤其是(-)-檸檬烯。

表5 無(wú)香型牛油揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)ROAV值Table 5 ROAV of volatile substances of no fragrant butter

表6 淡香型牛油揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)ROAV值Table 6 ROAV of volatile substances of light fragrantbutter

表7 濃香型牛油揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)ROAV值Table 7 ROAV of volatile substances of fragrant butter

3 結(jié)論

本文圍繞不同香型牛油的風(fēng)味品質(zhì)開(kāi)展了一系列實(shí)驗(yàn)研究。從AV、PV、MDA和脂肪酸含量的分析發(fā)現(xiàn)，3種香型牛油PV值相同，AV、MDA值變化趨勢(shì)與牛油風(fēng)味香型變化存在一定關(guān)系。游離脂肪酸對(duì)AV、MDA值和牛油特征風(fēng)味的形成有明確影響，其中9-(Z)-十八碳烯酸的含量可能對(duì)牛油風(fēng)味具有較大的影響。電子鼻分析結(jié)果表明，LDA更能有效地區(qū)分不同香型的牛油風(fēng)味，且濃香型和淡香型牛油之間風(fēng)味物質(zhì)差異較大。HS-SPME-GC-MS結(jié)合相對(duì)氣味活度值(ROAV)法分析結(jié)果顯示，3種香型牛油的揮發(fā)性風(fēng)味成分有明顯的不同且醛類(lèi)物質(zhì)貢獻(xiàn)了大部分的香氣成分，異戊醛、己醛、庚醛、辛醛和壬醛是造成不同牛油香氣差異的主要原因，其中以異戊醛為代表。(E,E)-2,4-壬二烯醛對(duì)增強(qiáng)清淡香氣有特殊貢獻(xiàn)，戊醛在一定程度上增強(qiáng)了濃香型牛油香氣。除醛類(lèi)物質(zhì)外，右旋萜二烯與淡香型牛油清淡香氣相關(guān)，(-)-檸檬烯、2-甲基萘是濃香型牛油特征風(fēng)味的重要來(lái)源，2-正戊基呋喃對(duì)牛油整體風(fēng)味也具有一定貢獻(xiàn)，酯類(lèi)化合物對(duì)濃香型牛油風(fēng)味可能有特殊貢獻(xiàn)。通過(guò)本實(shí)驗(yàn)的研究，一方面可以準(zhǔn)確獲知牛油的風(fēng)味來(lái)源，初步得出醛類(lèi)化合物為關(guān)鍵牛油風(fēng)味香氣物質(zhì)，進(jìn)一步為研究牛油風(fēng)味形成機(jī)制提供理論基礎(chǔ)；另一方面有助于研究強(qiáng)化牛油特征風(fēng)味的新型工藝，開(kāi)發(fā)出風(fēng)味更加豐富、品質(zhì)更優(yōu)的牛油系列產(chǎn)品。